物 理 试 题
考生须知：
1.本卷满分 100 分,考试时间 90 分钟;
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号并核对条形码信息；
3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效，考试结束后，只需上交答题卷；
4.本卷中重力加速度 g 均取 10 m/s。
选择题部分
一、选择题 (本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要
求的，不选、多选、错选均不得分)
1.下列选项中的物理量是矢量且其单位表达正确的是
A.电势 J B.力 N C.功 V D.质量 kg
2.9 月 16 日 7 时 35 分，G9313 列车自杭州东站驶出，亚运智能动车组列车载客运营，串联起杭州与宁波、
温州、金华、绍兴、湖州 5 座亚运协办城市。下列表述正确的是
A.“9 月 16 日 7 时 35 分”表示时间间隔
B.该列车座位上安装有 USB 接口，能给手机供 220 V 交流电
C.研究列车从杭州到宁波的运动轨迹，可将列车视为质点
D.智能动车组实现自动驾驶，电子屏上显示的“当前时速”指平均速度
3.如图所示，机器狗将物资驮运在水平背部，忽略空气阻力，则
A.匀速上坡时，货物的机械能守恒
B.加速前进时，物资对机器狗的力小于机器狗对物资的力
C.机器狗能跳过小障碍物，起跳离地后物资处于超重状态
D.机器狗用 5G 信号定位，该信号是电磁波能在真空中传播
4.两静止在水平地面上的“人字梯”和“八字脚”桌子如图所示，“人字梯”上端有铰链链接可改变左右两脚的
夹角，桌子为一次注塑成型的塑料桌，则
A.塑料桌桌脚可能不受地面摩擦力作用
B.“人字梯”梯脚不受地面摩擦力作用
C.塑料桌左侧桌脚一定受到地面水平向右的摩擦力
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D.“人字梯”左边梯脚受到地面的摩擦力水平向左
5.“神舟十七号”10 月 26 日顺利对接“天宫”空间站，“天宫”距地约 400 km，哈勃望远镜距地约 600 km,北斗
同步卫星距地约 36000 km,珠峰顶海拔约 8800 m,则
A.珠峰顶山岩随地自转的角速度比山脚下的物体大
B.哈勃望远镜绕地的线速度比“天宫”的线速度大
C.北斗同步卫星绕地周期与珠峰随地自转的周期相同
D.“天宫”对接后由于质量增大，向心加速度将变大
6.某汽车无线充电站的无线充电设备充电效率约为 80%，一辆新能源汽车最大充电容量为 54 kWh，从 0
到 100km/h 的加速时间为 7s。 当汽车电池容量低于最大容量 20%，要求进入充电站进行充电。下列说法
正确的是
A.充电过程能量不守恒
B.从电池容量 20%到充满电,需要消耗电能 43.2 kWh
C.电机正常工作时的电流等于输入电压与电动机电阻的比值
D.保持最大功率恒定不变加速时，汽车的加速度减小
7.一个正六边形玻璃砖的截面图如图所示，有一束光从 AB 面的中点 O 处入射，入射角 =45,光线经 AB
界面折射恰到达 CD 边中点处，则
A.该玻璃砖的折射率为 3
B.光线在 CD 边中点处没有发生全反射
C.在 O 处折射光的强度与入射光的强度相同
D.增大入射角，一次折射后光线可能射到 BC 中点
8.如图所示，1958 年科学家发现地球周围近层宇宙空间的范艾伦辐射带，其中存在着高达几兆电子伏的
电子以及高达几百兆电子伏的质子。质量为 m 的某科研卫星经过该区域想利用高能粒子发电，发电吸收
板面积为 S，假设每秒单位面积上有 n 个能量为 E 的粒子被吸收板捕捉，其中 60%的能量被吸收并转化为
电能，单位面积受到粒子平均作用力为 F，以下说法正确的是
A.粒子仅在地磁场的作用下动能不变
B.范艾伦辐射带的存在一定与地磁场无关
C.吸收板 t 时间内吸收高能粒子获得电能 nSEt
D.吸收板 t 时间内的平均加速度为
9.一迷你热气球以速度 = 5/从水平地面上匀速上升，假设从该时刻起，热气球在水平方向上受一恒
定风力，且竖直上升的高度 h 与水平方向上的速度 v在大小上始终满足 h =vx,则当热气球上升到 h=4m 时，
热气球离出发点的水平距离为
A.1. 4m B.1. 6m C.1.8m D.2.0m
10.真空中存在点电荷 q、q 产生的静电场，其电场线的分布如图所示，图中、两点关于点电荷 水
平对称。、两点电场强度的大小分别为、，电势分别为、。一个带电粒子沿虚线轨迹从 M
移动至 N，则
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. >,<
B. q 和 q 带同种电荷, >
C.从 M 移动至 N，加速度先减小再增大
D.粒子带负电，从 M 至 N 它的电势能先变大后变小
11.如图 1 所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距 10 米 的 两 质 A、B，C 为 AB 中点，从 0 时刻起，
波源 A、波源 B 同时开始振动，且波源 A 发出的波只向右传，波源 B 发出的波只向左传，图 2 为 A 的振
动图像，图 3 为 B 的振动图像，若 A 向右传播的波与 B 向左传播的波在 0.5s 时相遇，则下列说法正确的
是
A.两列波的波长均为 2m
B.两列波在 AB 间传播的速度大小均为 5m /s
C.在两列波相遇的过程中，在 t=0.7s 时，C 点的振动加强
D.在 B 的右边有一观察者向右运动，观察者接收到的频率大于 5 Hz
12.粒子直线加速器原理示意图如图 1 所示，它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成，序号为奇
数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连，交变电源两极间的电压变化规律如图 2 所示。在 t=0
时，奇数圆筒比偶数圆筒电势高，此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为 0)的中央有一自由电子由静止
开始发射，之后在各狭缝间持续加速。若电子质量为 m，电荷量为 e，交变电源电压为 U，周期为 T。不
考虑电子的重力和相对论效应，忽略电子通过圆筒狭缝的时间。下列说法正确的是
A.要实现加速，电子在圆筒中运动的时间必须为 T
B.电子出圆筒 1 时的速度为出圆筒 2 时速度的两倍
2
C.第 n 个圆筒的长度应满足 = 2
3
D.要加速质子，无须改变其他条件但要在 T/到 4 时间内从圆板处释放
13.如图所示，发电机矩形线框匝数为 N，面积为 S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为 B，
线框从图示位置开始绕轴 OO'以恒定的角速度 沿顺时针方向转动，线框输出端接有换向器，通过电刷
和外电路连接。定值电阻 R、R的阻值均为 R，两电阻间接有理想变压器，原、副线圈的匝数比为 2：1，
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忽略线框以及导线电阻。下列说法正确的是
A.安装了换向器，变压器副线圈没有电压
8
B.转动一圈过程，通过 R 的电量为
C.图示位置线框产生的电动势最大
52222
D.发电机的输出功率为 8
二、选择题(本题共 2 小题，每小题 3 分，共 6 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要
求的。全部选对的得 3 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分)
64 64 64 0
14.29原子核静止时有 19%的可能发生 衰变，方程为 2928 + 1,并放出能量为 Er 的 光子。 已
0
知 Cu、Ni 和 1的质量分别记为、和，衰变放出光子的动量可忽略，该过程释放的核能除去 光
64 0 64 0
子的能量 Ey 外全部转化为 28 和 1的动能。在匀强磁场中衰变产生的 28和 1，两者速度方向均与磁场
垂直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
64 0
A. 28 和 1在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆
64 64
B. 28的比结合能大于29的比结合能
2
C.生成物的总动能为 = (123)
2 2
D.% Ni 的动能为 = [(123) ]
2 + 3
15.为了解决光信号传输中的衰减问题，常常在光纤中掺入辑元素。辑离子能级如图所示，标识为I/的
辑离子处在亚稳态，不会立即向下跃迁。用能量约为 2.0 10的激光光子把处于基态能级I/的辑离
4
子激发到I/能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到能级 13 2,从而使该能级积聚的离子数远超过处于基态的
离子数。当光纤中传输某波长的光波时，能使处在亚稳态能级的离子向基态跃迁，产生大量能量约为
1.3 10的光子，输出的光大大加强了，普朗克常量 = 6.6 1034 。则
A.无辐射跃迁中一个镇离子放出的能量约为 1.3 10
B.这种光纤传输能补偿任何频率的光信号
C.激光通信利用的是激光可以被调制的性质
D.亚稳态的离子向基态跃迁，产生光波波长约为 1.5 m
非选择题部分
三、非选择题部分(本题共 5 小题，共 55 分)
16.实验题(、、三题共 14 分)
16-.(7 分)(1)在用如图 1 所示的装置做“探究共点力合成的规律”实验中
本实验主要体现的科学方法是 ；
A.等效替代法 B.极限法 C.控制变量法
在某一次实验中，其中一弹簧测力计的指针如图 2 所示，则其读数 = ,另一拉力 F 的大小为 3 N;
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、的方向如图 3 所示，用作图法求 、合力大小 = ;
关于此实验下列说法正确的是 ；
A.橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
B.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
C.拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，弹簧测力计的外壳不能与木
板产生摩擦
(2)某学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，装置如图 4，气垫导轨上安装了一光电门，滑块上固定
一遮光条，测得气垫导轨与水平面的夹角为 ，滑块静止释放时挡光条的左边缘与光电门的距离为 l，用
天平测得滑块及挡光条的总质量 m=0.20 kg。
用游标卡尺测挡光条的宽度如图 5 所示，则 d= cm。某次实验，测得挡光条通过光电门的挡光时
间为 40.1ms，则滑块的动能 = (此空保留两位有效数字)。
研究滑块由静止下滑至光电门的过程，重力势能改变取 = ,实验结果表明，系统动能的增
加量 始终略大于 ，其原因可能是 ，
A.挡光条的宽度过大；
B.滑块受到的阻力过大；
C.滑块的重心在挡光片左边缘的左侧。
16-.(5 分)某实验小组在电压表、电流表、电阻箱等实验器材中选一些来测量干电池组的电动势与内阻。
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(1)为了了解电压表内阻的大概值，用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，如图 1 所示，多用电表的
红表笔应该与电压表的 (填“正”或“负”)接线柱相连，经过正确操作，选择 100挡时，示数如图 2
所示，则电压表的电阻值约为 。
(2)为了测量某电池组的电动势和内阻，除了该电压表外，现提供的器材如下：A.某型号电池组(电动势约
为 3.0 V、内阻很小)；B.电流表(量程 2 A，内阻约为 2 );C.电阻箱 R(0~99.9);D.开关和导线若干。 该
实验小组设计甲、乙两个实验方案，实验电路图分别如图 3、4 所示，利用方案甲测量出的数据，作出它
的 图像如图 5，利用方案乙测出的数据作出 图像如图 6 所示，则通过方案乙测出电池组的
内阻 = (用图中的字母表达，k 为图像的斜率，b 为图像与纵轴的交点值)
(3)你认为以上方案测量的内阻哪一个更接近真实值 (填“甲”或“乙”)。
16-.(2 分)以下实验中说法正确的是 (多选)。
A.“测定玻璃折射率”的实验中入射角越大，则反射光强，折射光弱，越容易观察
B.“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁
芯，是为了减少涡流
C.在油膜法估测分子大小的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏小
D.在“用单摆测重力加速度”实验中，若某同学直接把摆线长度当作摆长了，用多组实验数据做出 图
线，该同学认为这样对 g 值的测量没有影响
17.(8 分)如图 1 所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积 = 2 10、质量
m=4kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离
= 24,，在活塞的右侧 d=12cm 处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度 T=300 K,大气压强
= 1.0 10。现将汽缸竖直放置，如图 2 所示，取 = 10/。
(1)竖直后，求活塞与汽缸底部之间的距离 l；
(2)竖直后,求加热到 630 K 时气体的压强 p;
(3)若汽缸竖直放置时气体压强为 p，加热到 630 K 时的压强为
,，活塞移动距离为 L，气体总共吸收热量为 Q，求气体内能
增量U(选用以下物理量表示：Q、p、p、S、L、m)
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18.(11 分)如图所示的水平轨道 AB、倾斜直轨道 DE 用圆弧管道连接，圆弧半径. = 1,管道的内径远小
于 R，可忽略不计。直轨道与圆弧在 B、D 两点相切，各部分平滑连接，倾斜直轨道 DE 与水平面的夹角
= 37,ABCDE 在同一竖直面内，质量 = 0.5的滑块 a 放在水平直轨道离 B 点足够远处，质量
= 0.1的滑块 b 停放在管口 D 处。略小于管道的内径，质量 = 0.1的小球 c，以某一初速度从物块
a 的右侧某处出发，经过圆弧轨道恰到达 D 处 。两滑块与轨道的摩擦因数 = 0.5,，不计小球的摩擦力，
小球与物块间碰撞均为弹性正碰。
(1)求小球在通过 C 点时对管道的压力大小；
(2)求小球第一次与 a 相碰后滑块 a 的动能. ;
(3)增大小球向右出发的速度，小球在 D 处与滑块 b 碰撞，碰撞后
滑块上升到最远处离 D 点的距离 L=4m 。在 D 处有一特殊装置，
使小球与滑块 b 相碰后能停在管口，直到再次与滑块相碰，小球
再次离开 D 处。小球通过与滑块的反复碰撞最终停止，求滑块 a
在水平轨道上滑行的总距离 s。
19.(11 分)如图 1，光滑滑板 A、B 叠放在水平台面上。如图 2，在滑板 B 内固定有电阻 = 0.1 的线框
b，在线框右侧内填充有磁介质，可以增强线框中电流产生的磁场。如图 3，滑板 A 内固定有电阻，
= 0.1的线框 a 及与 a 连接的电路，电路中 = 0.125, = 0.5 。初始时线框 a、b 的位置如图 4，
线框 b 的左侧有 = 0.1、、垂直纸面向下的匀强磁场。只考虑线框 b 在磁介质区域产生磁场，其磁感应
强度 = 0.4(),,其中 I 为线框 b 中的电流大小。线框 a、b 足够长，线框 b 的宽度 = 0.5,,线框 a 的宽
度大于 0.5m,线框 a 中电流产生的磁场较弱，忽略不计，不计两线框的自感，滑板 B 的总质量 = 10,
运动过程中滑板 A、B 的轴线总保持在一条直线上，将滑板 A 固定。
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(1)滑板 B 以 = 5 /向左运动，求此时线框 b 中的感应电流 I 及安培力大小 ;
(2)用水平力 FB 向右拉滑板 B，保持滑板 B 以 = 5/的速度向右做匀速直线运动，求 FB 的大小及 R
上消耗的功率 P;
(3)不施加外力，滑板 B 以初动能 E向右减速滑行，最终停止，减速过程线框 b 产生的热量为 Qb，求该过
程电阻 R 上产生的焦耳热 Q。
20.(11 分)托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，将容器简化为如图 1 所示的足
'
够长的空心圆柱，其半径为 0 = ( 2 + 1), 为空心圆柱的中心轴。圆柱内部以半径为 R 的圆为边界分
成两部分磁场，正视图如图 2 所示，外环分布有垂直纸面向外磁感应强度为 B 的匀强磁场；内环分布有
逆时针的环形磁场，磁感应强度大小处处相等且大小为 。在 D 点设置一原子核发射装置，可发射电荷
3
量为 q、质量为 m 的氘核与电荷量为 q、质量为 2的氚核，核子发射时速度方向如图 2 所示沿半径向外，
除碰撞外，忽略粒子间的相互作用。
(1)氘核运动时能够恰好不与容器相碰，求氘核发射的速度 ;
2 3
(2)氚核发射速度 02 = 9 ,需要经过多长时间氚核第一次回到 D 点同一条轴线上的 D'点;
(3)若两个动量方向相反，大小均为 P 的氘核与氚核对心碰撞发生核聚变，生成一个质量为 2m 的氦核和质
1
量为 2的中子，碰后氦核的速度为 ，求该过程释放的核能 , ;
2 3
(4)假设原子核发射装置只持续稳定发射速度为 02 = 9 的氚核粒子，设定 = ,粒子稳定后，轴向
单位长度内有 n 个氚核，求圆柱形容器内沿轴线方向的等效电流。
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